ANALISIS PENGARUH PEMASANGAN DISTRIBUTED GENERATION PADA JARINGAN LISTRIK DI PERTAMINA EP- CENTRAL PROCESSING PLANT AREA GUNDIH MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP 12.6 PUBLIKASI ILMIAH Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I pada Jurusan Elektro Fakultas Teknik Oleh: YUNITASARI D400130018 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017
18
Embed
ANALISIS PENGARUH PEMASANGAN … · analisis pengaruh pemasangan distributed generation pada jaringan listrik di pertamina ep- central processing plant area gundih menggunakan software
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
ANALISIS PENGARUH PEMASANGAN DISTRIBUTED GENERATION
PADA JARINGAN LISTRIK DI PERTAMINA EP- CENTRAL PROCESSING
PLANT AREA GUNDIH MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP 12.6
PUBLIKASI ILMIAH
Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I pada Jurusan Elektro
Fakultas Teknik
Oleh:
YUNITASARI
D400130018
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2017
i
HALAMAN PERSETUJUAN
ANALISIS PENGARUH PEMASANGAN DISTRIBUTED GENERATION
PADA JARINGAN LISTRIK DI PERTAMINA EP- CENTRAL PROCESSING
PLANT AREA GUNDIH MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP 12.6
PUBLIKASI ILMIAH
oleh:
YUNITASARI
D400130018
Telah diperiksa dan disetujui untuk diuji oleh:
Dosen Pembimbing
Agus Supardi, S.T, M.T
NIK.883
ii
HALAMAN PENGESAHAN
ANALISIS PENGARUH PEMASANGAN DISTRIBUTED GENERATION
PADA JARINGAN LISTRIK DI PERTAMINA EP- CENTRAL PROCESSING
PLANT AREA GUNDIH MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP 12.6
OLEH
YUNITASARI
D400130018
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji
Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Pada hari selasa, 31 Januari 2017
dan dinyatakan telah memenuhi syarat
Dewan Penguji:
1. Agus Supardi, S.T, M.T (……..……..)
(Ketua Dewan Penguji)
2. Ir. Jatmiko , M.T (……………)
(Anggota I Dewan Penguji)
3. Aris Budiman, S.T, M.T (…………….)
(Anggota II Dewan Penguji)
Dekan,
Ir. Sri Sunarjono, M.T, Ph. D
iii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam publikasi ilmiah ini tidak terdapat karya yang
pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang
pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan orang
lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Apabila kelak terbukti ada ketidakbenaran dalam pernyataan saya di atas, maka akan saya
pertanggungjawabkan sepenuhnya.
.
Surakarta, 31 Januari 2017
Penulis
YUNITASARI
D400130018
1
ANALISIS PENGARUH PEMASANGAN DISTRIBUTED GENERATION
PADA JARINGAN LISTRIK DI PERTAMINA EP- CENTRAL PROCESSING
PLANT AREA GUNDIH MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP 12.6
Abstrak
Distributed Generation (DG) merupakan pembangkitan tenaga listrik berskala kecil yang kini banyak
digunakan karena sangat efektif dalam memperbaiki profil tegangan dan kualitas daya pada jaringan listrik.
Central Processing Plant (CPP) area Gundih memiliki sistem jaringan kelistrikan yang cukup baik, tetapi
penambahan beban baru menjadikan profil tegangan pada switchgear tersebut menjadi buruk. Profil
tegangan yang buruk dapat berupa besarnya nilai rugi-rugi daya dan jatuh tegangan. Hal tersebut tentunya
akan memberikan dampak yang kurang baik karena dapat mengakibatkan peralatan tidak bekerja dengan
semestinya atau tidak optimal. Tujuan analisis pemasangan Distributed Generation ini untuk mengetahui
pengaruhnya terhadap profil tegangan dan kualitas daya pada jaringan distribusi sistem tenaga listrik di CPP
area Gundih. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah pengumpulan data dan informasi secara
langsung, dilanjutkan membuat model sistem kelistrikan dan simulasi single line diagram dengan software
etap 12.6. Hasil yang diperoleh dari pengujian dengan variasi kapasitas DG menunjukkan bahwa
pemasangan DG 15 kW memberikan hasil yang lebih efektif untuk menurunkan nilai rugi-rugi daya dan
jatuh tegangan dari pada injeksi DG 35 kW, karena dapat menurunkan nilai rugi-rugi daya hingga 93,68%
dan menurunkan nilai jatuh tegangan sebesar 94,44%. Bus 237 merupakan lokasi pemasangan DG yang
paling baik diantara bus 219, 225, dan 227 karena dapat menurunkan nilai rugi-rugi daya paling besar yaitu
mencapai 93,68% dan jatuh tegangan hingga 94,44%.
Kata Kunci: Distributed Generation, rugi-rugi daya, jatuh tegangan.
Abstract
Distributed Generation (DG) is a small scaled generation of electrical energy which is popular because very
effective to improve the voltage and power quality on electrical network. Central Processing Plant (CPP)
Area Gundih has a good electrical network system, but the additional load makes the voltage in switchgear
worsen. This poor voltage value is represented by the high power losses and voltage drop rating. It certainly
will give adverse impact because it can cause the equipment not working properly or not optimal. The
purpose of the analysis of distributed generation injection is to discover the effect in voltage value and power
quality on power system distribution network in CPP Area Gundih. The method used are as such, gathering
data and information directly, followed by making a simulation model of the electrical system and simulate
the single line diagram using etap 12.6 software. The results obtained from testing with variation of DG
capacity show that the injection of 15 kW DG provide a more effective for lowering the value of power losses
and voltage drop than the injection of 35 kW DG, because it can reduce the value of power losses up to
93.68% and lowering the value of a voltage drop to 94.44%. Bus 237 is the most excellent location of the
best injection of DG among buses 219, 225, and 227 because it can reduce the power losses to the highest
value, it is 93.68% and the voltage drop up to 94.44%.
Keywords: Distributed Generation, power losses, voltage drop.
1. PENDAHULUAN
Listrik merupakan salah satu kebutuhan yang paling dibutuhkan manusia dizaman sekarang ini.
Hampir seluruh kegiatan dan rutinitas yang dilakukan manusia menggunakan energi listrik, sehingga
dapat dikatakan keberlangsungan kehidupan manusia sekarang bergantung pada sumber energi listrik.
Sistem tenaga listrik pada hakikatnya memiliki tiga bagian utama, yaitu pembangkitan, transmisi dan
distribusi yang terhubung dengan beban. Pembangkit konvesional pada umumnya didesain dengan
skala besar, terpusat dan dibangun jauh dari pusat beban sehingga membutuhkan jaringan transmisi
2
dan jaringan distribusi. Letak beban yang jauh dari pusat pembangkitan memiliki banyak resiko seperti
gangguan eksternal (petir, badai, angin, dan lain-lain) dan gangguan internal (besarnya rugi-rugi daya
dan besarnya nilai jatuh tegangan pada bus).
Pertamina EP-field Cepu merupakan perusahaan yang bergerak dibidang ekplorasi dan
eksploitasi minyak dan gas bumi. Central Processing plant (CPP) Area Gundih merupakan salah satu
lokasi sumur pengeboran milik Pertamina EP-field Cepu, dimana area ini memiliki pembangkit listrik
sendiri sehingga dalam proses produksinya tidak bergantung dari suplai PLN. Pembangkit yang
dimiliki merupakan pembangkit listrik konvensional tenaga diesel (PLTD). CPP area Gundih memiliki
4 generator utama (3 generator kontinyu dan 1 generator cadangan) dan 1 generator berkapasitas kecil.
Pembangkit yang digunakan CPP area Gundih terletak agak jauh dari pusat beban, sehingga
dapat menimbulkan beberapa masalah seperti besarnya nilai jatuh tegangan pada beberapa bus dan
besarnya nilai rugi-rugi daya. Permasalahan tersebut dapat diatasi dengan penambahan pembangkit
yang bersekala lebih kecil dibandingkan pembangkit utamanya yang terhubung dengan sistem
distribusi lokal atau biasa disebut dengan distributed generation (Institute of Electrical and Electronics
Engineers (IEEE) (2003). Jaganathan dan Saha (2004) mengemukakan bahwa penempatan DG dalam
sistem distribusi mampu mengurangi nilai rugi-rugi daya. Pada bus beban yang memiliki rugi daya
tinggi, strategi penempatan dan alokasi sejumlah unit distributed generation (10-20% beban) akan
menyebabkan pengurangan rugi daya yang siginifikan. (Alvarado, 2001) Pemasangan DG paling baik
diletakkan pada area-area yang memiliki profil tegangan paling jelek.
Menurut Guseynov et al (2006) tipe kapasitas DG dibedakan menjadi: mikro (1 kW sampai 5
kW), kecil (5 kW sampai 5 MW), menengah (5 MW sampai 50 MW), besar (50 MW sampai 300
MW). Pemasangan DG di CPP area Gundih diharapkan mampu memberikan pengaruh positif berupa
penurunan nilai jatuh tegangan dan penurunan rugi-rugi daya pada sistem. Kriteria nilai jatuh tegangan
yang diizinkan Indonesia pada jaringan tegangan menengah untuk sistem radial adalah 5% dari
tegangan nominal (SPLN 72:1987) .
ETAP (Electric Transient and Analysis Program) merupakan suatu perangkat lunak yang
mampu bekerja dalam keadaan offline untuk simulasi sistem tenaga listrik dan online untuk
penggolahan data real-time atau digunakan untuk mengendalikan sistem secara real-time. Simulasi
yang digunakan untuk membantu menganalisa sistem kelistrikan di CPP Area Gundih ini
menggunakan ETAP power station versi 12.6 yang memiliki fitur untuk menganalisa pembangkitan
listrik, sistem transimisi dan distribusi pada sistem tenaga listrik (Awaluddin, 2007). Etap Power
Station 12.6 memungkinkan untuk membuat proyek sistem tenaga listrik dalam bentuk one line
3
diagram dan dapat melakukan bermacam-macam bentuk analisis diantaranya : aliran daya, hubung
singkat, starting motor, transient stability, koordinasi relay proteksi dan sistem harmonisasi.
Berbagai uraian yang telah disebutkan di atas, dapat menjadi landasan untuk menganalisa
pengaruh pemasangan DG pada sistem kelistrikan Pertamina EP CPP Area Gundih untuk menjadi
tugas akhir ini. Analisa ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemasangan DG terhadap rugi daya,
jatuh tegangan dan lainnya. Penelitian ini dilakukan menggunakan 2 variasi pengujian yaitu perbedaan
kapasitas DG dan perbedaan lokasi pemasangan DG.
2. METODE
2.1 Rancangan Penelitian
Rancangan penelitian tugas akhir dan pembuatan laporan ini menggunakan metode-metode sebagai
berikut:
1. Studi Literatur
Studi literatur merupakan metode yang dilakukan penulis untuk mendapat informasi, referensi serta
data-data untuk mendukung penelitian yang berkaitan dengan judul penelitian.
2. Pengumpulan Data
Pengumpulan data merupakan metode untuk mendapatkan, mencari, dan mengumpulkan data yang
dibutuhkan untuk proses penelitian. Data dapat berupa single line diagram dari sistem kelistrikan
Pertamina EP CPP Area Gundih lengkap dengan rating setiap komponen yang terlibat.
3. Analisa Data
Analisa data merupakan metode untuk memahami dan mengetahui kinerja sistem kelistrikan
Pertamina EP CPP Area Gundih
4. Perancangan Model Penelitian
Perancangan model penelitian merupakan metode untuk merancang perbaikan sistem dengan
pemasangan DG pada bus-bus yang bermasalah, guna mengetahui apakah pemasangan DG
memiliki pengaruh terhadap karakteristik sistem kelistrikan Pertamina EP CPP Area Gundih.
5. Pengujian dan Pembahasan
Pengujian dan pembahasan merupakan metode untuk melakukan pengujian terhadap sistem
kelistrikan Pertamina EP CPP Area Gundih dengan berbagai variasi metode untuk mendapatkan
hasil sesuai dengan tujuan penelitian. Hasil pengujian dari penelitian ini dapat digunakan sebagai
pembahasan dan kesimpulan laporan penelitian.
4
2.2 Peralatan Pendukung
Peralatan pendukung dalam penelitian ini antara lain:
1. PC (personal Computer) atau laptop
2. Software ETAP 12.6 Power Station 12.6.
2.3 Gambar Jaringan Distribusi Sistem Tenaga Listrik Pertamina EP-CPP Area Gundih
Gambar 1. Single line diagram utama
Gambar2. Single Line Diagram Switchgear 4111 (1)
5
Gambar 3. Single Line Diagram Switchgear 4111 (2)
Gambar 4. Single Line Diagram Switchgear 4112 (1)
6
Gambar5. Single Line Diagram Switchgear 4112 (2)
Gambar 6. Single Line Diagram Switchgear 4112 (3)
Gambar 6. Single Line Diagram Switchgear 4113
7
Gambar7. Single Line Diagram Switchgear 3111
2.4 Flowchart
Gambar 8. Flowchart penelitian
Mulai
Study Literatur
Pengumpulan data di Pertamina EP-CPP Area Gundih
Pembuatan single line diagram
Simulasi single line diagram
Simulasi berjalan
dengan baik ?
Menentukan lokasi dan pemasangan DG
Analisa hasil
Pembuatan laporan
Selesai
ya
tidak
8
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Load flow analysis menurut Abiad dan Stagg (1968) adalah proses pengamatan besaran listrik yang
meliputi profil tegangan pada bus, aliran daya nyata dan aliran daya reaktif pada saluran sistem tenaga
listrik. Informasi yang diperoleh dari load flow analysis dapat digunakan sebagai bahan referensi.
Switchgear 3111 memiliki prosentase profil tegangan paling buruk dari pada switchger lain. Berikut
ini merupakan hasil dan pembahasan dari pengujian dengan variasi lokasi pemasangan DG dan variasi
kapasitas DG pada switchgear 3111.
3.1 Pengaruh Injeksi DG pada bus 219
Tabel 1. Injeksi DG pada bus 219
Bus
Tanpa DG DG 15 kW DG 35 kW
Rugi-Rugi Daya (kW)
Jatuh Tegangan (%)
Rugi-Rugi Daya (kW)
Jatuh Tegangan (%)
Rugi-Rugi Daya (kW)
Jatuh Tegangan (%)
219 1,9 9,39 0,6 1,58 0,6 1,88
220 1,9 9,39 1,9 9,38 1,9 9,38
223 0,7 6,66 0,7 6,66 0,7 6,66
224 4,8 9,55 4,8 9,55 4,8 9,55
225 4,8 9,55 4,8 9,55 4,8 9,55
226 2,1 10,10 2,1 10,10 2,1 10,10
227 2,1 10,10 2,1 10,10 2,1 10,10
229 1,3 7,78 1,3 7,87 1,3 7,87
231 0,7 6,41 0,7 6,41 0,7 6,41
237 22,8 15,47 22,8 15,47 22,8 15,47
Gambar 1. Perubahan nilai rugi-rugi daya dan jatuh tegangan akibat injeksi DG pada bus 219
Hasil report load flow pada bus 219 menunjukkan pada kondisi tanpa DG nilai rugi-rugi dayanya
sebesar 1,9 kW dan jatuh tegangan 9,39%. Setelah diinjeksikan DG dengan rating 15 kW nilai rugi-
rugi daya turun 68,42% sehingga nilainya menjadi 0,6 kW dan jatuh tegangan turun 83,77% sehingga